Znajomość pojęcia mocy silnika pompy oraz umiejętność jej oszacowania jest konieczne dla zapewnienia pracy urządzenia w optymalnej sprawności, minimalizacji kosztów eksploatacyjnych oraz zapewnienia bezpieczeństwa pracy. W artykule skupimy się na obliczeniu mocy pomp wirowych, które są jednym z kluczowych elementów wielu instalacji przemysłowych – odpowiadają za efektywny transport cieczy w różnego rodzaju systemach i układach produkcyjnych lub technologicznych.
Moc pompy wirowej (pompy odśrodkowej) to nic innego jak niezbędna ilość energii potrzebnej do przetłoczenia określonej objętości cieczy przy założonym ciśnieniu oraz sprawności silnika. Czynnikami, które mają wpływ na wartości mocy obliczeniowej, jest objętość (przepływ), ciśnienie, gęstość, lepkość cieczy. Dokładne oszacowanie niezbędnej mocy jest koniecznie do wyboru odpowiedniego typu pompy, która będzie pracować z optymalną sprawnością i w założonych wartościach projektowych.
Prawidłowy dobór pompy o optymalnej mocy silnika jest istotny pod względem kosztów eksploatacji (pobór energii elektrycznej), obniża zużycie elementów roboczych oraz wydłuża żywotność pompy. Znajomość dokładnych parametrów pracy oraz niezbędnej mocy silnika pozwala na uniknięcie przewymiarowania pompy lub jej niedowymiarowania. Poprawnie dobrana pompa pod względem technologicznym, ale również pod względem mocy zainstalowanej, w perspektywie czasu może poskutkować znaczącymi oszczędnościami wynikających z kosztów pracy takiej jednostki.
Wysokość podnoszenia (H, jednostka mH2O) – to wartość uwzględniająca różnice geometryczne wysokości na jaką transportowana jest ciecz wraz ze stratami ciśnienia podczas przepływu przez rurociąg. Parametr zależny jest od wielkości przepływu, rodzaju cieczy i średnicy rurociągu oraz zainstalowanej armatury.
Przepływ objętościowy (Q, jednostka m3/s) – określa objętościową ilość cieczy jaką transportujemy w danej jednostce czasu.
Gęstość cieczy (ρ, jednostka kg/dm3) – inaczej masa właściwa transportowanej cieczy, która określa stosunek masy cieczy do zajmowanej przez nią objętości.
Sprawność silnika (ƞ, jednostka %) – wyraża stosunek mocy pobranej z sieci do mocy dostępnej na wale napędowym silnika. Uwzględnia wszelkie straty mocy wynikające skutki tarcia elementów wirowych oraz oporów i procesów. Sprawność silnika zawsze jest wartością mniejszą niż 1. Do obliczeń przyjmuje się wartość w zakresie 0,6 -0,8 (50-80%)
Znajomość opisanych powyżej wartości pozwoli na obliczenie wymaganej minimalnej mocy silnika pompy dla założonych parametrów. Do obliczeń stosuje się następujący wzór:
w którym:
Wynik obliczenia mocy pompy wyrażony jest w jednostce mocy W (Wat). Przy doborze pompy należy zwrócić uwagę, aby moc zainstalowana w pompie była nieco wyższa niż ta wynikająca z obliczeń.
Możliwe błędy jakie możemy popełnić przy wyliczaniu mocy pompy, a co za tym idzie wyliczeniu zbyt dużej lub zbyt małej mocy silnika, wynikają najczęściej z przyjęcia błędnych danych obliczeniowych.
Jeśli obliczamy moc pompy dla cieczy innej niż woda, należy upewnić się, że założyliśmy odpowiednią wartość gęstości. Podobna sytuacja może wynikać, kiedy nie mamy dokładnie sprecyzowanej wysokości podnoszenia lub wydajności, które również są jednymi z kluczowych wartości wypływających na wynik.
Warto również pamiętać, że podany wyżej wzór odnosi się wyłącznie do pomp wirowych. Przy stosowaniu innego rodzaju konstrukcyjnego pomp, wzór obliczeniowy może być inny i uwzględniać dodatkowe wartości.
Znajomość wymaganej mocy obliczeniowej silnika i to, jakie czynniki na tą moc wpływają, pozwala na dobór optymalnego rozwiązania pompowego, które będzie się charakteryzować zwiększoną niezawodnością oraz oszczędnościami w eksploatacji.
Obecnie wielu producentów silników oraz pomp udostępnia programy obliczeniowe (kalkulatory) do szybkiego obliczenia niezbędnej mocy. Rozwiązanie te dostępne są online i pomagają bezbłędnie obliczyć moc pompy bez względu na jej typ.